CN208269737U - 一种带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器 - Google Patents

Abstract

一种带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器，属于二氧化碳相变膨胀破岩领域，其包括：主管、压力阀块、充气阀块、加热装置、安全阀、充气装置；主管左右两端开口，主管内部设有用于充装液态二氧化碳的充装腔，压力阀块密封焊接在主管左端，充气阀块密封焊接在主管右端；加热装置和安全阀设置在压力阀块上；充气装置设置在充气阀块上。结构简单，方便实用，省时省力，可以大幅度提高工作效率，减轻劳动量，且制作成本及投资成本低，便于推广使用。

Description

一种带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器

技术领域

本实用新型涉及二氧化碳相变膨胀破岩领域，尤其是涉及一种带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器。

背景技术

研究发现，液态二氧化碳有一个重要的属性，它在超过31℃时开始气化，且随温度的变化压力也不断变化，这就是液态二氧化碳吸热气化相变现象。利用这一特点，在致裂器主管内充装液态二氧化碳，使用发爆器快速激发加热装置，液态二氧化碳瞬间气化膨胀，并产生高压。体积膨胀600-1000倍以上，当压力达到极限强度时，高压气体释放，作用在煤(岩)体上，从而达到爆破的目的。本技术的推广与运用取代了传统的爆炸物爆破的作业方式，改写了破岩、爆破的历史，使爆破技术跨上了新的技术高度和技术领域。

目前，市场上推行的是一种可重复使用的二氧化碳致裂器。这种致裂器安全环保，性能可靠。但在推广使用中仍呈现出以下弱项：一是致裂器主管选材要求高，制作成本高；二是配套设备多，工艺流程长，给充装、运输、施工带来困难；三是安装、回收需挖掘机械配合，增加了使用成本；四是致裂器主管使用后容易产生弯管、断管缺陷；五是客户投资成本高，短期回报率低。由于以上原因，限制了该项技术的推广和发展使用。

因此，实有必要设计一种带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器，以克服上述问题。

实用新型内容

为解决以上的缺点，提供了一种带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器，结构简单，方便实用，省时省力，可以大幅度提高工作效率，减轻劳动量，且制作成本及投资成本低，便于推广使用。

本实用新型提供的一种带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器，包括：主管、压力阀块、充气阀块、加热装置、安全阀、充气装置；

主管左右两端开口，主管内部设有用于充装液态二氧化碳的充装腔，压力阀块密封焊接在主管左端，充气阀块密封焊接在主管右端；

加热装置和安全阀设置在压力阀块上；加热装置包括安装块、加热管、安装盖、引爆线；安装块设置在压力阀块中部并伸入充装腔内，加热管固定在安装块右端并位于充装腔内部，安装盖盖设在安装块左端，引爆线穿过安装盖和安装块与加热管电连接，安装块上设有容引爆线通过的通槽，加热管左端设有容引爆线插入的插槽，插槽侧面设有朝引爆线延伸的弹片，弹片朝引爆线延伸的延伸端抵接在引爆线上；压力阀块上设有与充装腔连通的安全通道，安全阀设置在压力阀块上且堵设在安全通道左端阻止其与外部连通；

充气装置设置在充气阀块上，充气阀块中部设有充装通道和充气通道，充气通道一端与充装通道中部连通，充气通道另一端与充装腔连通；充气装置包括固定塞、弹簧、活动塞、顶杆、安装塞；固定塞固定设置在充气通道左端，活动塞左右活动的设置在充气通道中部，弹簧左端固定在固定塞上，弹簧右端抵接在活动塞左端，安装塞安装在充气阀块中部并位于充装通道右侧，安装塞中部设有与充装通道连通的活动通道，顶杆间隙配合的设置在活动通道内，顶杆左端固定在活动塞上；非充装状态时，活动塞堵塞在充气通道一端阻止其与充装通道连通；充装状态时，向左推动顶杆，顶杆推动活动塞左移，充气通道一端与充装通道连通。

优选地，通槽上设有引导引爆线插入插槽的引导片。

优选地，安装块通过密封圈密封设置在压力阀块中部，密封圈套设在安装块外侧，密封圈右端朝安装块设有凸起，安装块上设有容凸起配合设置的凹槽。

优选地，充气通道截面为左宽右窄的梯形结构。

优选地，活动塞左端设有定位块，定位块插入弹簧内。

优选地，加热管通过安装管固定安装在安装块右端，安装管右端固定套设在加热管上，安装管左端固定套设在安装块右端，安装管左端内部设有配合部，安装块外设有配合槽，配合部配合设置在配合槽内。

本实用新型解决其技术问题所釆取的技术方案是在吸收原有致裂器优缺点的基础上作了如下改进：

1、致裂器主管采用轻量化设计，且满足二氧化碳相变膨胀的工艺条件；

2、使用一次性致裂器主管，剔除了泄气阀、泄能片等装置；

3、采用焊接工艺取代致裂器主管两端的螺丝拧接工艺；

4、采用筒易的充装设备，剔除松紧机设备，大大节约制作成本。

附图说明

图1为本实用新型一优选实施例的带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器的结构示意图；

图2为图1中A的放大结构示意图；

图3为图1中B的放大结构示意图；

图4为图2中C的放大结构示意图；

具体实施方式的附图标号说明：

1、主管，11、充装腔，

2、压力阀块，21、安全通道，

3、充气阀块，31、充装通道，32、充气通道，

4、加热装置，41、安装块，42、加热管，43、安装盖，44、引爆线，45、插槽，46、通槽，47、弹片，48、引导片，

5、安全阀，

6、充气装置，61、固定塞，62、弹簧，63、活动塞，64、顶杆，65、安装塞，66、活动通道，67、定位块，

7、密封圈，71、凸起，

8、安装管，81、配合部。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图4所示，本实施例提供的一种带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器，包括：主管1，压力阀块2，充气阀块3，加热装置4，安全阀5和充气装置6。

如图1至图4所示，主管1左右两端开口，主管1内部设有用于充装液态二氧化碳的充装腔11，压力阀块2密封焊接在主管1左端，充气阀块3密封焊接在主管1右端；取代致裂器主管1两端的螺丝拧接工艺，更加简单便捷。

如图1、图2和图4所示，加热装置4和安全阀5设置在压力阀块2上。加热装置4包括安装块41、加热管42、安装盖43、引爆线44。安装块41设置在压力阀块2中部并伸入充装腔11内，加热管42固定在安装块41右端并位于充装腔11内部，安装盖43盖设在安装块41左端，引爆线44穿过安装盖43和安装块41与加热管42电连接，安装块41上设有容引爆线44通过的通槽46，加热管42左端设有容引爆线44插入的插槽45，插槽45侧面设有朝引爆线44延伸的弹片47，弹片47朝引爆线44延伸的延伸端抵接在引爆线44上；本实施例中，插槽45内设有多个弹片47，当引爆线44插入插槽45内后，弹片47对引爆线44有个作用力，将引爆线44右端夹持固定在插槽45内，保证引爆线44与加热管42电连接，同时，引爆线44也能通过弹片47与加热管42电连接，确保引爆线44与加热管42能正常通电流。同时，通槽46上设有引导引爆线44插入插槽45的引导片48，能有效引导引爆线44正常高效的插入插槽45与加热管42连接。同时，在压力阀块2上还设有与充装腔11连通的安全通道21，安全阀5设置在压力阀块2上且堵设在安全通道21左端阻止其与外部连通，提高整个装置的安全性。

进一步，安装块41通过密封圈7密封设置在压力阀块2中部，密封圈7套设在安装块41外侧，密封圈7右端朝安装块41设有凸起71，安装块41上设有容凸起71配合设置的凹槽，使密封圈7与安装块41不会相对移动，确保密封性及装置安全性。同时，加热管42通过安装管8固定安装在安装块41右端，安装管8右端固定套设在加热管42上，安装管8左端固定套设在安装块41右端，安装管8左端内部设有配合部81，安装块41外设有配合槽，配合部81配合设置在配合槽内。

如图1和图3所示，充气装置6设置在充气阀块3上，充气阀块3中部设有充装通道31和充气通道32，充气通道32一端与充装通道31中部连通，充气通道32另一端与充装腔11连通；充气装置6包括固定塞61、弹簧62、活动塞63、顶杆64、安装塞65；固定塞61固定设置在充气通道32左端，活动塞63左右活动的设置在充气通道32中部，弹簧62左端固定在固定塞61上，弹簧62右端抵接在活动塞63左端，安装塞65安装在充气阀块3中部并位于充装通道31右侧，安装塞65中部设有与充装通道31连通的活动通道66，顶杆64间隙配合的设置在活动通道66内，顶杆64左端固定在活动塞63上。非充装状态时，活动塞63堵塞在充气通道32一端阻止其与充装通道31连通；充装状态时，向左推动顶杆64，顶杆64推动活动塞63左移，压缩弹簧62，充气通道32一端与充装通道31及活动通道66均连通，待充的气体通过活动通道66、充装通道31和充气通道32进入充装腔11。充装完成后，去除顶杆64上的推力，压缩后的弹簧62则会对活动塞63有个向右的作用力，活动塞63右移堵住充气通道32，则充气通道32不与外部连通，充装腔11内的气体将不会通过充气通道32外泄。

进一步，充气通道32截面为左宽右窄的梯形结构，不影响活动塞63左移的同时阻止活动塞63过渡右移，防止正常状态下活动塞63不能很好的堵住充气通道32。同时在活动塞63左端设有定位块67，定位块67插入弹簧62内，能很好的确保活动塞63能正常移动不会偏移翻倒。

使用时，通过充气装置6向充装腔11内充装液态二氧化碳；将致裂器带到爆破现场，并将该致裂器放入钻孔中固定好，将引爆线44插入通槽46和插槽45内，并将引爆线44连接电源通电，当微电流通过加热管42时，产生高温瞬间将液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压气体致爆破片破裂，瞬间爆破压力可达200～280Mpa，从起爆至结束整个过程只需0.4毫秒，且是低温下运行，不产生任何有害气体，不产生电弧和电火花，不受高温、高热、高湿、高寒影响。在井下爆破时对瓦斯具有稀释作用。二氧化碳属于惰性气体非易燃易爆物质，爆破过程就是体积膨胀的过程，物理做功而非化学反应。该致裂器结构简单，方便实用，省时省力，可以大幅度提高工作效率，减轻劳动量，且制作成本及投资成本低，便于推广使用。

新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器，其特征在于，包括：主管、压力阀块、充气阀块、加热装置、安全阀、充气装置；

主管左右两端开口，主管内部设有用于充装液态二氧化碳的充装腔，压力阀块密封焊接在主管左端，充气阀块密封焊接在主管右端；

加热装置和安全阀设置在压力阀块上；加热装置包括安装块、加热管、安装盖、引爆线；安装块设置在压力阀块中部并伸入充装腔内，加热管固定在安装块右端并位于充装腔内部，安装盖盖设在安装块左端，引爆线穿过安装盖和安装块与加热管电连接，安装块上设有容引爆线通过的通槽，加热管左端设有容引爆线插入的插槽，插槽侧面设有朝引爆线延伸的弹片，弹片朝引爆线延伸的延伸端抵接在引爆线上；压力阀块上设有与充装腔连通的安全通道，安全阀设置在压力阀块上且堵设在安全通道左端阻止其与外部连通；

充气装置设置在充气阀块上，充气阀块中部设有充装通道和充气通道，充气通道一端与充装通道中部连通，充气通道另一端与充装腔连通；充气装置包括固定塞、弹簧、活动塞、顶杆、安装塞；固定塞固定设置在充气通道左端，活动塞左右活动的设置在充气通道中部，弹簧左端固定在固定塞上，弹簧右端抵接在活动塞左端，安装塞安装在充气阀块中部并位于充装通道右侧，安装塞中部设有与充装通道连通的活动通道，顶杆间隙配合的设置在活动通道内，顶杆左端固定在活动塞上；非充装状态时，活动塞堵塞在充气通道一端阻止其与充装通道连通；充装状态时，向左推动顶杆，顶杆推动活动塞左移，充气通道一端与充装通道连通。

2.如权利要求1中所述带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器，其特征在于：通槽上设有引导引爆线插入插槽的引导片。

3.如权利要求1中所述带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器，其特征在于：安装块通过密封圈密封设置在压力阀块中部，密封圈套设在安装块外侧，密封圈右端朝安装块设有凸起，安装块上设有容凸起配合设置的凹槽。

4.如权利要求1中所述带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器，其特征在于：充气通道截面为左宽右窄的梯形结构。

5.如权利要求1中所述带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器，其特征在于：活动塞左端设有定位块，定位块插入弹簧内。

6.如权利要求1中所述带有智能控制系统的一次性二氧化碳致裂器，其特征在于：加热管通过安装管固定安装在安装块右端，安装管右端固定套设在加热管上，安装管左端固定套设在安装块右端，安装管左端内部设有配合部，安装块外设有配合槽，配合部配合设置在配合槽内。